2021-ben a globális 5G hálózat kiépítése és fejlesztése nagy eredményeket ért el.A GSA augusztusban közzétett adatai szerint több mint 70 országban és régióban több mint 175 szolgáltató indított 5G kereskedelmi szolgáltatásokat.285 szolgáltató fektet be az 5G-be.Kína 5G építési üteme a világ élvonalába tartozik.Az 5G bázisállomások száma Kínában meghaladta az egymilliót, és elérte a 1159000-et, ami a világ több mint 70%-át teszi ki.Más szóval, a világon minden három 5G bázisállomásra kettő Kínában található.
5G bázisállomás
Az 5G hálózati infrastruktúra folyamatos fejlesztése felgyorsította az 5G landolását a fogyasztói interneten és az ipari interneten.Különösen a vertikális iparban több mint 10 000 5G alkalmazási eset található Kínában, amelyek számos területet lefednek, mint például az ipari gyártás, energia és energia, kikötők, bányák, logisztika és szállítás.
Kétségtelen, hogy az 5G a hazai vállalkozások digitális átalakulásának éles fegyverévé és a digitális gazdaság magas színvonalú fejlesztésének motorjává vált az egész társadalomban.
Miközben azonban az 5G-alkalmazások felgyorsulnak, azt fogjuk tapasztalni, hogy a meglévő 5G-technológia néhány speciális ipari alkalmazási forgatókönyvben „alkalmatlanságot” mutat.Sebesség, kapacitás, késleltetés és megbízhatóság tekintetében nem tudja 100%-ban teljesíteni a forgatókönyv követelményeit.
Miért?Az emberek által nagyon elvárt 5G még mindig nehéz nagy felelősséget jelenteni?
Természetesen nem.A fő ok, amiért az 5G „nem megfelelő”, az az, hogy csak „fél 5G-t” használunk.
Azt hiszem, sokan tudják, hogy bár az 5G szabvány az egyetlen, két frekvenciasáv létezik.Az egyiket 6 GHz alatti sávnak hívják, és a frekvenciatartomány 6 GHz alatt van (pontosan 7,125 GHz alatt).A másikat milliméteres hullámsávnak hívják, és a frekvenciatartomány 24 GHz felett van.
Két frekvenciasáv tartomány-összehasonlítása
Jelenleg Kínában a 6 GHz alatti sávból csak 5G érhető el a kereskedelemben, és nincs 5G kereskedelmi milliméteres hullámsáv.Ezért az 5G összes energiája nem szabadult fel teljesen.
A milliméteres hullám műszaki előnyei
Bár az 5G a 6 GHz alatti sávban és az 5G a milliméteres hullámsávban 5G, nagy különbségek vannak a teljesítményjellemzők között.
A középiskolai fizika tankönyvek ismeretei szerint minél nagyobb a vezeték nélküli elektromágneses hullám frekvenciája, annál rövidebb a hullámhossz, és annál rosszabb a diffrakciós képessége.Ráadásul minél nagyobb a frekvencia, annál nagyobb a behatolási veszteség.Ezért a milliméteres hullámsáv 5G lefedettsége nyilvánvalóan gyengébb, mint az előbbi.Ez a fő oka annak, hogy Kínában először nincs kereskedelmi milliméteres hullám, és ez az oka annak is, hogy az emberek megkérdőjelezik a milliméteres hullámot.
Valójában ennek a problémának a mélyen gyökerező logikája és igazsága nem egyezik meg mindenki képzeletével.Más szóval, valójában vannak téves előítéleteink a milliméteres hullámokkal kapcsolatban.
Mindenekelőtt technológiai szempontból konszenzusra van szükség, vagyis a meglévő kommunikációs alapelmélet forradalmi változásának előfeltétele mellett, ha tovább akarjuk jelentősen javítani a hálózati sebességet és a sávszélességet, akkor csak probléma a spektrumban.
A magasabb frekvenciasávból gazdagabb spektrumforrások keresése elkerülhetetlen választás a mobilkommunikációs technológia fejlesztéséhez.Ez igaz a mostani milliméteres hullámokra és a terahertzekre, amelyeket a jövőben 6G-hez használhatnak majd.
A milliméteres hullámspektrum sematikus diagramja
Jelenleg a 6 GHz alatti sáv maximális sávszélessége 100 MHz (külföldön még 10 MHz vagy 20 MHz is).Túl nehéz elérni az 5 Gbps vagy akár a 10 Gbps sebességet.
Az 5G milliméteres hullámsáv eléri a 200mhz-800mhz-et, ami jelentősen megkönnyíti a fenti célok elérését.
Nem sokkal ezelőtt, 2021 augusztusában a Qualcomm összefogott a ZTE-vel, hogy Kínában először megvalósítsa az 5G SA kettős kapcsolatot (nr-dc).A 200 MHz-es vivőcsatornára a 26 GHz-es milliméteres hullámsávban és a 100 MHz-es sávszélességre támaszkodva a 3,5 GHz-es sávban, a Qualcomm együtt dolgozott, hogy elérje a 2,43 Gbps-ot meghaladó egyetlen felhasználó lefelé irányuló kapcsolati csúcssebességét.
A két vállalat vivő-aggregációs technológiát is alkalmaz, hogy a 26 GHz-es milliméteres hullámsávban négy 200 MHz-es vivőcsatorna alapján 5 Gbps-ot meghaladó egyetlen felhasználó lefelé irányuló kapcsolati csúcssebességet érjen el.
Idén júniusban, az MWC Barcelona kiállításon a Qualcomm akár 10,5 Gbps csúcssebességet ért el a Xiaolong X65, 8 csatornás aggregáció segítségével, amely n261 milliméteres hullámsávon (egy vivő sávszélessége 100 MHz) és 100 MHz n7 sávszélességen alapul.Ez a leggyorsabb mobilkommunikációs sebesség az iparágban.
Egy vivő 100 MHz-es és 200 MHz-es sávszélessége érheti el ezt a hatást.A jövőben az egyvivős 400MHz és 800MHz alapján kétségtelenül a 10Gbps-ot jóval meghaladó sebességet fog elérni!
A sebesség jelentős növekedése mellett a milliméteres hullám másik előnye a kisebb késleltetés.
Az alvivő távolság miatt az 5G milliméteres hullám késleltetése a 6 GHz alattinak a negyede lehet.A tesztellenőrzés szerint
az 5G milliméteres hullám léginterfész késleltetése 1 ms, az oda-vissza út késleltetése pedig 4 ms lehet, ami kiváló.
A milliméteres hullám harmadik előnye a kis mérete.
A milliméteres hullám hullámhossza nagyon rövid, ezért az antennája nagyon rövid.Ily módon tovább csökkenthető a milliméterhullámú berendezések térfogata, és nagyobb az integráció mértéke.Csökken a gyártók számára a termékek tervezésének nehézsége, ami elősegíti a bázisállomások és terminálok miniatürizálását.
Milliméteres hullámantenna (a sárga részecskék az antenna oszcillátorai)
A sűrűbb, nagyméretű antennatömbök és több antennaoszcillátor szintén nagyon előnyös a sugárformálás alkalmazásában.A milliméteres hullámú antenna nyalábja messzebbre tud játszani, és erősebb az interferencia-elhárító képessége, ami alkalmas a lefedettség hátrányának pótlására.
Minél több oszcillátor van, annál keskenyebb a nyaláb és annál nagyobb a távolság
A milliméteres hullám negyedik előnye a nagy pontosságú pozicionálási képesség.
A vezeték nélküli rendszer helymeghatározó képessége szorosan összefügg a hullámhosszával.Minél rövidebb a hullámhossz, annál nagyobb a pozicionálási pontosság.
A milliméteres hullám pozicionálása centiméteres szintig vagy még ennél is alacsonyabb lehet.Ez az oka annak, hogy sok autó most milliméteres hullámradart használ.
Miután elmondtuk a milliméteres hullám előnyeit, térjünk vissza, és beszéljünk a milliméteres hullám hátrányairól.
Minden (kommunikációs) technológiának megvannak a maga előnyei és hátrányai.A milliméteres hullám hátránya, hogy gyenge a penetrációja és rövid a lefedettsége.
Korábban már említettük, hogy a milliméteres hullám a sugárformálás fokozásával növelheti a lefedettségi távolságot.Más szóval, nagyszámú antenna energiája egy bizonyos irányba koncentrálódik, hogy a jelet egy adott irányban erősítse.
Most a milliméteres hullám nagy nyereségű irányított antennát alkalmaz, hogy megfeleljen a mobilitási kihívásoknak a többsugaras technológia révén.A gyakorlati eredmények szerint az analóg nyalábformálást támogató keskeny nyaláb hatékonyan képes leküzdeni a jelentős útveszteséget a 24 GHz feletti frekvenciasávban.
Nagy nyereségű irányított antennatömb
A sugárformáláson kívül a milliméteres hullámú többnyaláb jobban megvalósítja a sugárváltást, a sugárvezetést és a sugárkövetést.
A sugárkapcsolás azt jelenti, hogy a terminál alkalmasabb sugárnyalábokat tud kiválasztani az ésszerű kapcsoláshoz egy folyamatosan változó környezetben a jobb jelhatás elérése érdekében.
A sugárvezetés azt jelenti, hogy a terminál megváltoztathatja a felfelé irányuló kapcsolati sugárirányt, hogy megfeleljen a gnodeb beeső sugárirányának.
A sugárkövetés azt jelenti, hogy a terminál képes megkülönböztetni a különböző nyalábokat a gnodebtől.A sugár a terminál mozgásával együtt mozoghat, így erős antennaerősítést érhet el.
A milliméteres hullámokkal továbbfejlesztett sugárkezelési képesség hatékonyan javíthatja a jel megbízhatóságát és erősebb jelerősítést érhet el.
A milliméteres hullám az útdiverzitást is alkalmazhatja, hogy a függőleges és horizontális diverzitáson keresztül kezelje a blokkoló problémát.
Az útvonaldiverzitás szimulációs hatásának bemutatása
A terminál oldalon a terminálantenna diverzitása javíthatja a jel megbízhatóságát, enyhítheti a kézblokkolási problémát, és csökkentheti a felhasználó véletlenszerű tájolása által okozott hatást.
A terminális diverzitás szimulációs hatásának bemutatása
Összefoglalva, a milliméteres hullámok visszaverődési technológiájának és az útdiverzitásnak a mélyreható tanulmányozásával a milliméteres hullámok lefedettsége nagymértékben javult, és a látóvonalon kívüli (NLOS) átvitel a fejlettebb többsugaras technológia révén valósult meg.Technológiai szempontból a milliméteres hullám feloldotta a korábbi szűk keresztmetszetet, és egyre érettebbé vált, ami teljes mértékben ki tudja elégíteni a kereskedelmi igényeket.
Ipari lánc szempontjából 5Gmilliméteres hullám is sokkal érettebb, mint gondolnád.
Múlt hónapban Fuchang Li, a China Unicom Kutatóintézet vezeték nélküli technológiai kutatóközpontjának igazgatója világossá tette, hogy "jelenleg a milliméteres hullámok iparági láncképessége kiforrott".
Az év eleji MWC Shanghai kiállításon a hazai szolgáltatók azt is elmondták: "a spektrum, a szabványok és az ipar támogatásával a milliméteres hullám pozitív kereskedelmi előrelépést tett. 2022-re az 5Gmilliméteres hullám nagyszabású kereskedelmi kapacitással fog rendelkezni."
Milliméteres hullám kérelmet nyújtottak be
Miután befejeztük a milliméteres hullám technikai előnyeit, vessünk egy pillantást a konkrét alkalmazási forgatókönyvekre.
Mint mindannyian tudjuk, a technológia használatában a legfontosabb dolog az erősségek fejlesztése és a gyengeségek elkerülése.Más szóval, olyan technológiát kell használni a forgatókönyvben, amely teljes mértékben ki tudja használni az előnyeit.
Az 5G milliméteres hullám előnyei a sebesség, a kapacitás és az időkésleltetés.Ezért leginkább repülőterekre, állomásokra, színházakra, tornacsarnokokra és más sűrűn lakott helyekre, valamint az időkésleltetésre nagyon érzékeny vertikális ipari színterekre alkalmas, mint például az ipari gyártás, a távirányító, a járművek internetezése és így tovább.
A konkrét alkalmazási területeket tekintve a virtuális valóság, a nagy sebességű hozzáférés, az ipari automatizálás, az egészségügyi egészségügy, az intelligens közlekedés stb. mind olyan helyek, ahol az 5G milliméteres hullám használható.
Az internet fogyasztására.
Az átlagos egyéni felhasználók számára a legnagyobb sávszélesség-igény a videó, a legnagyobb késleltetési igény pedig a játékokból származik.A VR / AR technológia (virtuális valóság / kiterjesztett valóság) kettős sávszélességet és késleltetést támaszt.
A VR / AR technológia rohamosan fejlődik, beleértve a mostanában nagyon felkapott metauniverzumot is, amely szintén szorosan kapcsolódik hozzájuk.
A tökéletes magával ragadó élmény eléréséhez és a szédülés teljes kiküszöböléséhez a VR videofelbontásának 8K felett kell lennie (akár 16K és 32K), a késleltetésnek pedig 7 ms-on belül kell lennie.Kétségtelen, hogy az 5G milliméteres hullám a legalkalmasabb vezeték nélküli átviteli technológia.
A Qualcomm és az Ericsson 5G milliméteres hullámon alapuló XR-tesztet hajtott végre, amely másodpercenként 90 képkockát és 2K-t biztosít minden felhasználó számára × XR-élményt 2K felbontással, 20 ms-nál kisebb késleltetéssel és 50 Mbps-ot meghaladó átlagos downlink átviteli sebességgel.
A teszteredmények azt mutatják, hogy csak egy 100 MHz-es rendszersávszélességű gnodeb képes egyszerre hat XR-felhasználó 5G-hozzáférésére.Az 5G funkciók támogatásával a jövőben ígéretesebb több mint 12 felhasználó egyidejű hozzáférésének támogatása.
XR teszt
Az 5G milliméteres hullámfelület másik fontos alkalmazási forgatókönyve a C végfelhasználók számára a nagyszabású sportesemények élő közvetítése.
2021 februárjában a Raymond James Stadionban rendezték meg az amerikai futball szezondöntőjét, a "super bowl"-t.
A Qualcomm segítségével a Verizon, egy jól ismert amerikai szolgáltató 5G milliméteres hullámtechnológiával a világ leggyorsabb internetes stadionjává építette a stadiont.
A verseny ideje alatt az 5G milliméteres hullámhálózat több mint 4,5 tb teljes forgalmat bonyolított le.Egyes forgatókönyvekben a csúcssebesség elérte a 3 GB/s-ot, ami körülbelül 20-szorosa a 4G LTE-nek.
Az uplink sebességét tekintve ez a szupertál a világ első fontos eseménye, amely 5G milliméteres hullámú felfelé irányuló átvitelt használ.A milliméteres hullám keretszerkezete rugalmas, és az uplink és a downlink keretarány állítható a nagyobb felfelé irányuló sávszélesség elérése érdekében.
A terepi adatok szerint még csúcsidőben is több mint 50%-kal gyorsabb az 5G milliméteres hullám, mint a 4G LTE.Az erős uplink képesség segítségével a rajongók fényképeket és videókat tölthetnek fel, hogy megosszák a játék csodálatos pillanatait.
A Verizon egy olyan alkalmazást is készített, amely támogatja a rajongókat abban, hogy egyidejűleg 7 csatornás streaming HD élő játékokat nézhessenek, és 7 kamera mutatja be a játékokat különböző szögekből.
2022-ben Pekingben nyitják meg a 24. téli olimpiai játékokat.Ekkor nem csak a közönség mobiltelefonok által hozott hozzáférési és forgalmi igény lesz, hanem a médiaközvetítés által hozott visszirányú adatigény is.Különösen a többcsatornás 4K HD videojel és a panoráma kamera videojel (VR-megtekintéshez használják) komoly kihívást jelent a mobilkommunikációs hálózat felfelé irányuló kapcsolati sávszélessége számára.
Válaszul ezekre a kihívásokra a China Unicom aktív választ kíván adni az 5G milliméteres hullámtechnológiával.
Idén májusban a ZTE, a China Unicom és a Qualcomm tesztet végzett.Az 5G milliméteres hullám + nagy felfelé irányuló keretstruktúra használatával a valós időben összegyűjtött 8K videótartalom stabilan visszaküldhető, végül sikeresen fogadható és visszajátszható a vevő oldalon.
Vessünk egy pillantást a vertikális ipari alkalmazási forgatókönyvre.
Az 5G milliméteres hullám szélesebb alkalmazási lehetőségei vannak a tob-ban.
Először is, a fent említett VR / AR a tob-iparban is használható.
Például a mérnökök távolról ellenőrizhetik a berendezéseket különböző helyeken az AR-n keresztül, távoli útmutatást adhatnak a mérnököknek különböző helyeken, és távolról is átvehetik az árukat különböző helyeken.A járványos időszakban ezek az alkalmazások segíthetik a vállalkozásokat a gyakorlati problémák megoldásában, és nagymértékben csökkenthetik a költségeket.
Nézze meg a videó visszaküldési kérelmet.Jelenleg sok gyári gyártósoron nagyszámú kamerát telepítettek, köztük néhány nagyfelbontású kamerát a minőségellenőrzés céljából.Ezek a kamerák nagyszámú nagy felbontású termékképet készítenek hibaelemzés céljából.
Például a COMAC ilyen módon végez fémrepedés-elemzést a termék forrasztási pontjain és a szórt felületeken.A fényképek elkészítése után fel kell őket tölteni a felhő vagy a MEC edge számítási platformra, 700-800 Mbps uplink sebességgel.5G milliméteres hullámú nagy uplink keretszerkezetet fogad el, amely könnyen kezelhető.
Az 5G milliméteres hullámtechnológiához szorosan kapcsolódó másik jelenet az AGV pilóta nélküli jármű.
Az 5G milliméteres hullám támogatja az AGV működését
Az AGV valójában egy miniatürizált pilóta nélküli vezetési jelenet.Az AGV helymeghatározása, navigációja, ütemezése és akadályelkerülése magas követelményeket támaszt a hálózati késleltetéssel és megbízhatósággal, valamint a pontos helymeghatározási képességgel szemben.Az AGV nagyszámú valós idejű térképfrissítése szintén követelményeket támaszt a hálózati sávszélességre vonatkozóan.
Az 5G milliméteres hullám teljes mértékben megfelel az AGV alkalmazási forgatókönyvek fenti követelményeinek.
2020 januárjában az Ericsson és az Audi sikeresen tesztelte az 5G urllc funkciót és az 5G milliméteres hullámon alapuló praktikus ipari automatizálási alkalmazást a svédországi Kista gyári laboratóriumában.
Közülük közösen építettek egy robotegységet, amelyet 5G milliméteres hullám köt össze.
Amint a fenti ábrán látható, amikor a robotkar alkotja a kormánykereket, a lézerfüggöny megvédheti a robotegység nyitó oldalát.Ha a gyári munkások hozzányúlnak, az 5G urllc nagy megbízhatósága alapján a robot azonnal leáll, hogy elkerülje a dolgozók sérülését.
Ez az azonnali válasz a megbízhatóság biztosítására a hagyományos Wi-Fi vagy 4G esetén lehetetlen.
A fenti példa csak egy része az 5G milliméteres hullám alkalmazási forgatókönyvének.Az ipari internet mellett az 5G milliméteres hullám erős a távoli sebészetben az intelligens gyógyászatban, a vezető nélküli pedig a járművek internetében.
Az 5G milliméteres hullám számos előnnyel, például nagy sebességgel, nagy kapacitással, alacsony késleltetéssel, nagy megbízhatósággal és nagy helymeghatározási pontossággal rendelkező fejlett technológiaként az élet minden területén kiterjedt figyelmet keltett.
Következtetés
A 21. század az adatok évszázada.
Az adatokban rejlő hatalmas kereskedelmi értéket a világ felismerte.Manapság szinte minden iparág keresi önmaga és az adatok kapcsolatát, és részt vesz az adatérték bányászatában.
Az 5G által képviselt kapcsolódási technológiákés a számítási felhő, a big data és a mesterséges intelligencia által képviselt számítási technológiák az adatérték bányászatának nélkülözhetetlen eszközei.
Az 5G teljes körű kihasználása, különösen a milliméteres hullámsávban, egyet jelent a digitális átalakulás "aranykulcsának" elsajátításával, amely nemcsak a termelékenység innovációs ugrását valósíthatja meg, hanem a jövőben is legyőzhetetlen lehet a kiélezett versenyben.
Egyszóval az 5G technológiája és iparamilliméteres hullám teljesen beérett.Alkalmazásával5GAz ipar fokozatosan belép a mélyvízi területre, fokoznunk kell a hazai kereskedelmi leszállást5Gmilliméteres hullám és megvalósítani a 6 alatti és milliméteres hullám összehangolt fejlesztését.
Feladás időpontja: 2021. december 14
